Home > Olimpiade Fisika > Seri Olimpiade Fisika Soal#1

Seri Olimpiade Fisika Soal#1


Soal #1

Sebuah peluru bermassa 10 gram bergerak ke atas dengan kecepatan 1000 m/s menumbuk lalu menembus sebuah balok melalui pusat massa balok itu. Balok yang bermassa 5 kg ini mula-mula diam. Anggap proses tumbukan sangat singkat.

a) Jika kecepatan peluru setelah menembus balok adalah 400 m/s, tentukan kecepatan balok tersebut!

b) Tentukan tinggi maksimum yang dapat dicapai balok!

c) Berapa energi yang hilang dalam proses tumbukan?

Anggap percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2.

Sumber Soal: OSN 2008 Seleksi Kabupaten/Kota

Solusi

a) Kecepatan balok setelah tumbukan

Benda yang terlibat tumbukan adalah peluru (p) dan balok (b) yang mula-mula diam.
Data yang bisa diambil dari soal adalah:

massa peluru mp = 10 g = 0,01 kg

massa balok mb = 5 kg

kecepatan balok sebelum tumbukan vb = 0 m/s

kecepatan peluru sebelum tumbukan vp = 1000 m/s

kecepatan peluru setelah tumbukan v’p = 400 m/s

Dengan hukum kekekalan momentum sebagai berikut:

mpvp + mbvb = mpv’p + mbv’b

(0,01)(1000) + (5)(0) = (0,01)(400) + (5)(v’b)

10 = 4 + 5v’b

v’b = 6/5 = 1,2 m/s.

b) Tinggi maksimum yang dicapai balok

Dengan asumsi gerak diperlambat, kecepatan balok saat titik tertinggi adalah nol

(vt = 0 m/s) dan kecepatan awal balok diperoleh setelah peristiwa tumbukan dengan peluru, vo = 1,2 m/s, dan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2:

(vt)2 = (vo)2 − 2gh

0 = (1,2)2−(2)(10)(h)

20h = 1,44

h = 0,072 meter

c) Energi yang hilang

Δ E = Ep + Eb − {E’p + E’b}

Δ E = 1/2 mp(vp)2 + 1/2 mb(vb)2 − {1/2 mp(v’p)2 + 1/2 mb(v’b)2}

Δ E = 1/2 (0,01)(1000)2 + (0) − {1/2(0,01)(400)2 + 1/2 (5)(1,2)2}

Δ E = = 5000 – 800 – 3,6 = 4196,4 joule

  1. No comments yet.
  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: